昆仑山前白垩系克孜勒苏群物源分析

张 亮，刘 春，曾昌民，陈 才，朱礼春

(1.中油塔里木油田分公司，新疆 库尔勒 841000;2.中油杭州地质研究院，浙江 杭州 310023)

引 言

近年来，随着柯东1井在昆仑山前白垩系克孜勒苏群砂岩中获高产油气流，揭示出塔西南昆仑山前白垩系良好的勘探潜力和广阔的勘探前景。前人对区内做了大量的野外基础工作，但纵观前人研究成果，受资料匮乏限制，多是以露头为依据，开展沉积相带的模式性刻画及储层评价预测［1－2］，对物源研究相对较少，至今尚未见相关研究成果的公开发表。因此，确定白垩系克孜勒苏群的物源方向，对评价砂体分布规律有着重要意义。

通过对岩屑类型及含量［3］、重矿物组合及稳定系数［4］、母岩类型［5］、砂砾岩展布等资料综合分析，为解决克孜勒苏群沉积期物源如何分布提供直接证据，为新一轮沉积相带刻画和储层评价奠定基础。

1 区域地质背景

昆仑山是塔里木盆地西南坳陷的南部边界。沿昆仑山前分布一套厚约500～1200 m的下白垩统克孜勒苏群碎屑岩，岩性以褐色中、细砂岩、砂砾岩、砾岩为主，夹褐色泥岩，整体为冲积扇—扇三角洲、辫状河三角洲沉积砂体［2］。昆仑山前构造分段特征明显，由西至东依次划分为乌泊尔构造带、苏盖特构造带和柯东断裂构造带。

2 物源分析

砂岩成分能够反映母岩类型、物源方向及其搬运距离等［6］，在恢复物源区的研究中具有极为重要的意义。

2.1 砂岩矿物成分分析

图1 塔西南昆仑山前白垩系克孜勒苏群砂岩分类

对昆仑山前白垩系克孜勒苏群11个野外露头和263块砂岩薄片观察表明，其主要成分为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩(图1)。石英含量偏低，在50%左右，整体上砂岩成分成熟度较低，沿山前自西向东成分成熟度有增大的趋势。长石含量变化不大，在20%左右。岩屑成分主要为火山岩屑和变质岩屑(表1)。砂岩分选性中等，磨圆度较差，基本为次棱角—棱角状。

表1 塔西南昆仑山前白垩系克孜勒苏群砂岩岩石组分

(1)沿山前石英含量自西向东逐步增大，最大为甫沙2井，可达63.6%，最低为且木干剖面，仅为36.8%。表明克孜勒苏群西部相对东部为近物源沉积。

(2)长石含量较稳定，在20%左右，以钾长石为主。最高为七美干剖面，为29.5%，同由路克剖面和甫沙2较低，为19.8%。其含量的变化可能与样品中岩屑含量较高，与长石形成了此消彼长有关。

(3)岩屑成分主要为火山岩屑和变质岩屑，平均为25.26%。区内能够代表物源区的沉积岩屑含量较低，表明区域内沉积物经过长距离搬运。

2.2 重矿物分析

2.2.1 重矿物组合分析

11个剖面(含井)329个样品的重矿物分析表明(表2)，稳定重矿物主要为磁铁矿、赤褐铁矿、白钛石，其次为锆石、金红石、电气石，见重晶石、黄铁矿等不稳定重矿物，偶见绿泥石、云母等。稳定重矿物含量为83.7% ～99.4%，平均为93.12%;不稳定重矿物含量为0.6% ～24.0%，平均为8.22%。可见，克孜勒苏群砂岩总体以磁铁矿—赤核铁矿—白钛石—锆石重矿物组合模式存在。其中乌泊尔构造带处于昆仑山和南天山之间，存在双物源的可能性，但该构造带克孜勒苏群重矿物组合与南天山明显不同，可见其仍属于昆仑山前单一物源供给。

表2 塔西南昆仑山前主要陆源重矿物含量

2.2.2 重矿物稳定系数

随着搬运距离的增大，沉积物中不稳定重矿物逐渐减少，稳定重矿物含量升高［7］。

区内存在着3个稳定系数尖峰(表3)，分别是七美干、和什拉甫和普斯格。以周缘低值为相对近物源的原则，可以划分出3个物源区:乌依塔格—膘尔阔依河一线为近物源沉积，重矿物稳定系数最低;同由路克—七美干—阿尔塔什—和什拉甫物源区，重矿物稳定系数高;克里阳—柯东—普斯格较近物源沉积，重矿物稳定系数相对较低，但普斯格稳定系数高，可能为单一物源方向也可能是该物源的远端。

表3 塔西南昆仑山前主要陆源重矿物稳定系数及ZTR指数

2.2.3 重矿物ZTR指数

在重矿物中锆石、金红石和电气石的化学成分最稳定，其在透明重矿物中所占的比例称为ZTR指数，随着搬运距离的增加该指数相应增大［8］。从重矿物ZTR指数分布来看，存在七美干、克里阳、普斯格3个ZTR尖峰(表3)，与重矿物稳定系数有着同样的物源分区特征。

2.3 骨架岩石平面展布

目前普遍认为昆仑山前白垩系克孜勒苏群砂砾岩主体向盆地内部推进，沿山前呈条带分布，总体集中分布在乌泊尔、苏盖特和柯东3个构造带［9］。这与重矿物分析较为一致，可见重矿物分区、砂砾岩分布和物源方向有很好的匹配关系。

3 物源方向的判定

3.1 母岩类型

大量的磁铁矿、白钛矿及锆石指示昆仑山前以沉积母岩为主，混有少量变质母岩。而南天山出现酸性岩浆岩的产物——金红石、磷灰石、榍石，代表其母岩类型为酸性岩浆岩和少量变质岩为主。从而证明了南天山山前和昆仑山山前分属2套不同的物源体系。

重矿物组合特征在沉积过程中受到分选、成岩等多种因素的影响，因此Morton和Hallsworth提出重矿物特征指数［10］来反映物源特征，即相似地质条件下稳定性相差不大的重矿物比值。GZi指数将山前分为苏盖特、乌泊尔和柯东3个带，再次证明昆仑山前存在多个不同的物源体系。RuZi指数在0～20，具有重合性，说明白垩系克孜勒苏群沉积物的母岩整体相同或相近，母岩以沉积岩为主，少量为中—低级变质岩(图2)。

图2 西昆仑山白垩系克孜勒苏群重矿物指数GZi－RuZi交会特征

3.2 物源分布

综合重矿物组合、岩矿组成及砂砾岩分布规律，并根据重矿物ZTR指数及GZi与RuZi指数在昆仑山前划分出3个物源分区(图3)。重矿物组合为磁铁矿—赤褐铁矿—白钛矿—锆石—电气石—石榴石，母岩区岩石性质以沉积岩为主并含少量变质岩。

4 结论

(1)昆仑山前白垩系克孜勒苏群砂岩类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩，母岩岩性以沉积岩为主，变质岩次之。

(2)依据重矿物组合、稳定系数、ZTR指数和砂砾岩分布可将白垩系克孜勒苏群在沉积时期划分为乌泊尔、苏盖特和柯东3个物源分区。

(3)物源分区的确定，为昆仑山前新一轮白垩系克孜勒苏群沉积相带的精细刻画奠定了基础。

图3 塔西南昆仑山前白垩系克孜勒苏群重矿物组合分布及物源方向

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